GCP Solución segura

Implementación de infraestructura de red segura en GCP

Resumen

Este proyecto se enfoca en el diseño y despliegue de una arquitectura de red segura utilizando servicios de Google Cloud Platform (GCP). La solución establece una defensa multicapa para mitigar vectores de ataque comunes, garantizando la confidencialidad, integridad y disponibilidad de los datos y servicios. Demostrando la capacidad de transicionar arquitecturas de red tradicionales a entornos de nube escalables y gestionados.

Arquitectura de la solución

Esta solución está diseñada para proporcionar un entorno seguro y eficaz que permita a los usuarios acceder de manera segura a los recursos de la red interna a través de una VPN, al mismo tiempo protege la infraestructura de amenazas externas e internas.

Diagrama de arquitectura de nube

Google Cloud Platform

Cloud Firewall

Region: us-west1

VPC Inside

VPC VPN

VPC Outside

Subnet: vpc-inside-us-w1

Subnet: vpc-vpn-us-w1

Subnet: vpc-outside-us-w1

🌐 Internet

🔒 VPN Server & IDS
(Compute Engine)

👥 Virtual Private Network for VPN Users

🛡️ IPS Firewall

📦 Domain Server
(Compute Engine)

📂 File Server
(Compute Engine)

🌐 Web Server
(Compute Engine)

🗄️ Log Server
(Compute Engine)

Arquitectura de red

La arquitectura de red se compone de tres subredes para proporcionar aislamiento de tráfico y limitar el acceso no autorizado, ayudando a proteger los activos críticos.

  • WAN (Internet): Representa el entorno externo y el acceso público.
  • DMZ (VPC Outside): Un segmento de red que aloja servidores accesibles desde Internet, protegido entre la red interna y la externa.
  • LAN (VPC Inside): La red interna de confianza donde residen los servidores de uso interno.
  • VPN (VPC VPN): Esta segmento de red está destinado a asignar direcciones IP a los usuarios de la VPN, facilitando la conectividad segura.

Componentes y tecnologías

  • Firewall (Google Cloud): Actúa como la primera línea de defensa, protegiendo la red contra el tráfico malicioso proveniente de Internet y controlando las comunicaciones generales de las VPCs.

  • Firewall IPS (FortiGate): Se utiliza para gestionar de forma granular el tráfico entre todas las subredes implementando políticas de seguridad más detalladas.

  • VPN (IPSec): Establece una conexión segura y cifrada para el acceso remoto a la red interna, protegiendo los datos en tránsito.

  • IDS (Snort): Se utiliza para monitorear y detectar posibles intrusiones y actividades maliciosas en tiempo real. Este sistema genera alertas y para informar amenazas detectadas.

  • Servidor de logs (Graylog): Se implementa un servidor dedicado para la visualización centralizada de los logs generados por el IDS (Snort), facilitando el análisis forense y el monitoreo de la seguridad.

  • Servidor de dominio (Samba4): Implementado para la gestión de usuarios y grupos, demostrando la capacidad de autenticación y control de acceso en un entorno de red.

  • Servidor web (Apache, MySQL, PHP): Destinado para alojar una aplicación web y una base de datos MySQL, con el objetivo de demostrar la protección contra ataques como la inyección SQL y el Cross-Site Scripting (XSS) mediante la configuración del firewall.

Componente clave: FortiGate NGFW

FortiGate Next-Generation Firewall aporta una capa de seguridad especializada que va más allá de un simple firewall, reforzando la defensa de la red de manera granular y avanzada.

  • Sistema de prevención de intrusiones (IPS): FortiGate utiliza firmas para detectar y bloquear en tiempo real exploits y comportamientos maliciosos, complementando a Snort al prevenir activamente las amenazas.
  • Antivirus y antimalware: Esta funcionalidad inspecciona el tráfico de red en busca de malware, virus y troyanos para evitar su propagación entre subredes.
  • Web Application Firewall (WAF): Aunque el servidor web esté en la zona WAN, el WAF de FortiGate es crucial para proteger las aplicaciones de ataques comunes como inyección SQL y XSS a nivel de aplicación.
  • Filtrado web y de contenido: Permite controlar el acceso a sitios web basándose en categorías, reputación y firmas maliciosas para evitar conexiones a sitios de comando y control de malware.
  • Análisis de tráfico y detección de amenazas: Analiza el comportamiento del tráfico para identificar anomalías y patrones inusuales que puedan indicar ataques de día cero o nuevas técnicas.
  • Control de aplicaciones: Identifica miles de aplicaciones, incluso si usan puertos no estándar, para darte un control granular sobre el uso de aplicaciones específicas en tu red.
  • Reporting y monitoreo detallado: Genera informes y logs detallados sobre el tráfico y los eventos de seguridad, facilitando el análisis forense y la auditoría.
  • Defensa de amenazas unificada (UTM): Combina múltiples funcionalidades de seguridad en una sola plataforma, simplificando la gestión y permitiendo que las diferentes capas de defensa compartan inteligencia sobre amenazas para una protección más coordinada.

Implementación de infraestructura y configuraciones

Se incluyen capturas de la implementación y configuraciones más importantes para el funcionamiento correcto de la solución.

Redes de VPC

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Subredes

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Direccionamiento IP

Subred Rango de IPs Componente Interfaz
LAN 192.168.11.0/24 Servidor de dominio Nic0
Servidor web Nic0
Servidor de archivos Nic0
Servidor de logs Nic0
Firewall FortiGate Nic1
DMZ 192.168.10.0/24 Servidor VPN e IDS Nic0
Firewall FortiGate Nic0
VPN 192.168.43.0/24 Firewall FortiGate Nic2

Configuración de conexiones de VPC a través de políticas de Firewall

Origen Destino Política
Google Cloud Firewall
Internet (WAN) VPC Outside (DMZ) Permitido
Internet (WAN) VPC Inside 1 (LAN) Denegado
Internet (WAN) VPC VPN (VPN) Denegado
FortiGate NGFW
VPC Outside (DMZ) VPC Inside 1 (LAN) Permitido
VPC Outside (DMZ) VPC VPN (VPN) Permitido
VPC Outside (DMZ) Internet (WAN) Permitido
VPC Inside 1 (LAN) VPC VPN (VPN) Denegado
VPC Inside 1 (LAN) Internet (WAN) Permitido
VPC Inside 1 (LAN) VPC Outside (DMZ) Permitido
VPC VPN (VPN) Internet (WAN) Permitido
VPC VPN (VPN) VPC Outside (DMZ) Permitido
VPC VPN (VPN) VPC Inside 1 (LAN) Permitido

Políticas de Firewall de VCP

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Rutas creadas

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Instancias de VM

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Interfaces configuradas dentro de FortiGate

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Rutas estáticas configuradas dentro de FortiGate

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Prueba externa de ping masivo

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Simulación de ataques internos

Escaneo de puertos y detección de SO a VM

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Ataques DDOS y SYN Flooding a VMs de red LAN

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Intento de reconocer hosts conectados a la red

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Visualizar logs de eventos en consola de FortiGate

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Visualizar métricas de eventos en Graylog

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Resultados y logros destacados

  • Mitigación de ataques: La solución demostró ser efectiva en la mitigación de diversos ataques cibernéticos, incluyendo DDoS, SYN Flooding, y Spoofing, mediante las configuraciones de firewall e IDS/IPS.
  • Defensa en profundidad: La combinación de Google Cloud Firewall, FortiGate, VPN IPSec, IDS, servidor de logs y segmentación de red creó una estrategia de defensa en capas, fortaleciendo la seguridad general de la infraestructura en la nube.
  • Acceso remoto seguro: La implementación de la VPN IPSec garantizó que los usuarios pudieran acceder a los recursos internos de forma segura desde ubicaciones externas.
  • Monitoreo y visibilidad: La implementación de un servidor de logs y la interfaz de firewall FortiGate permitieron un monitoreo exhaustivo y una respuesta proactiva ante incidentes de seguridad, proporcionando una visibilidad completa del tráfico de la red.